(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位電池が積層され、その積層方向の両端を一対のエンドプレートにより挟んで構成された燃料電池において、隣接する前記単位電池間のズレである積層ズレの発生有無を検査する燃料電池の検査方法であって、
前記燃料電池の一端の前記エンドプレートおよび各単位電池を積層方向に沿って一直線に貫通する検査孔を有する燃料電池を準備する第１の準備ステップと、
前記検査孔よりも小径の検査棒を準備する第２の準備ステップと、
前記検査棒を前記検査孔へ挿入可能な位置まで挿入する挿入ステップと、
前記検査棒の前記検査孔への挿入可能量に基づいて、前記積層ズレの発生有無を検査する検査ステップと、
を備えることを特徴とする燃料電池の検査方法。
【請求項２】
前記検査ステップは、前記挿入可能量が前記検査孔の入口部から前記単位電池の積層端までの長さよりも小さい場合に、前記積層ズレの発生を判定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池の検査方法。
【請求項３】
前記検査棒には、前記挿入可能量を特定するための目盛りが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池の検査方法。
【請求項４】
前記目盛りは、前記単位電池の積層ピッチと相関を有することを特徴とする請求項３記載の燃料電池の検査方法。
【請求項５】
前記第２の準備ステップは、小さな積層ズレの発生を判定する場合ほど、径の大きな前記検査棒を準備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料電池の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池の検査方法に関し、特に、複数の単位電池が積層された燃料電池において、積層された単位電池間のズレ（以下、「積層ズレ」と称する）を検査するための燃料電池の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００３−７７５０３号公報に開示されるように、燃料電池に衝撃が加わった場合に、該燃料電池の一部のモジュールが故障しているかを検出することのできる燃料電池用異常検出装置が知られている。この異常検出装置では、燃料電池の支持プレートに燃料電池全体の運動状態を検出するための第１の運動センサが取り付けられ、また、該支持プレート近傍の燃料電池モジュールには、該燃料電池モジュールの運動状態を
検出するための第２の運動センサが取り付けられている。そして、これらの運動センサにより検出される運動状態の差が所定のしきい値を超えた時点で燃料電池に異常が発生したことを検出する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７７５０３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７４１９号公報
【特許文献３】特開２００７−１４９４１３号公報
【特許文献４】特開２００６−３３９０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料電池に対して衝撃が加えられた場合に発生する異常として、積層ズレによる異常が考えられる。積層ズレが発生すると、反応ガス漏れや短絡等が発生して燃料電池の性能が低下するおそれがある。このため、積層ズレによる異常が発生した場合には、早期に発見されることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、上記従来の異常検出装置では、運動センサが設けられた単位電池については、積層ズレを確実に検出することができるが、当該運動センサが設けられていない単位電池については、積層ズレを確実に検出することができない。この対策として、運動センサを複数の単位電池に取り付けることも考えられるが、この場合複数の運動センサの検出信号を処理しなければならないため、制御が複雑となってしまう。このため、簡易な構成で燃料電池に発生した積層ズレを検出する方法が望まれていた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の単位電池が積層された燃料電池において、簡易な構成で積層ズレの発生有無を検査することのできる燃料電池の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数の単位電池が積層され、その積層方向の両端を一対のエンドプレートにより挟んで構成された燃料電池において、隣接する前記単位電池間のズレである積層ズレの発生有無を検査する燃料電池の検査方法であって、
前記燃料電池の一端の前記エンドプレートおよび各単位電池を積層方向に沿って一直線に貫通する検査孔を有する燃料電池を準備する第１の準備ステップと、
前記検査孔よりも小径の検査棒を準備する第２の準備ステップと、
前記検査棒を前記検査孔へ挿入可能な位置まで挿入する挿入ステップと、
前記検査棒の前記検査孔への挿入可能量に基づいて、前記積層ズレの発生有無を検査する検査ステップと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記検査ステップは、前記挿入可能量が前記検査孔の入口部から前記単位電池の積層端までの長さよりも小さい場合に、前記積層ズレの発生を判定することを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記検査棒には、前記挿入可能量を特定するための目盛りが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明において、
前記目盛りは、前記単位電池の積層ピッチと相関を有することを特徴とする請求項３記載の燃料電池の検査方法。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記第２の準備ステップは、小さな積層ズレの発生を判定する場合ほど、径の大きな前記検査棒を準備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、燃料電池には、該燃料電池の一端から内部を積層方向に沿って延在する検査孔が形成されている。このような燃料電池において、積層ズレの検査を行う場合には、当該検査孔に検査棒が挿入可能な位置まで挿入される。燃料電池に積層ズレが発生していると、当該ズレの発生した単位電池によって検査孔が遮られる。このため、本発明によれば、検査棒の挿入可能量に基づいて、燃料電池に積層ズレが発生しているか否かを検査することができる。
【００１３】
燃料電池に積層ズレが発生していると、当該ズレの発生した単位電池によって検査孔が遮られる。このため、第２の発明によれば、検査棒の挿入可能量が、検査孔の入口から単位電池の積層端までの長さよりも小さい場合に、燃料電池の積層ズレの発生を判定することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、検査棒に目盛りが設けられているので、検査孔への挿入可能量を精度よく特定することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、検査棒に設けられた目盛りは、単位電池の積層ピッチと相関を有している。このため、本発明によれば、検査棒の通過を妨げている単位電池、すなわち積層ズレが発生している単位電池を精度よく特定することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、検査棒の径を大きくするほど、検査孔と検査棒とのクリアランスが小さくなる。このため、本発明によれば、検査棒の径を大きくするほど、積層ズレが判定されるためのズレ量の閾値を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態．
［実施の形態の構成］
図１は、本実施の形態の燃料電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。燃料電池１０は、発電反応により発生した電力をモータ等の負荷装置に供給する燃料電池システムとして使用される。燃料電池１０は、複数の単位電池１２を積層し、その積層方向の両端を一対のエンドプレート１４ａ，１４ｂで挟んで構成されている。単位電池１２は、図示は省略するが、膜電極接合体（ＭＥＡ）を一対の集電板で挟んだ構成になっている。ＭＥＡは、固体高分子電解質膜の両面に触媒が一体化されたものであり、さらにその各面には、カーボンシート等で作られたガス拡散層が一体化されている。集電板は、隣接するＭＥＡの間を仕切るセパレータとしても機能している。各単位電池１２は、アノードに燃料ガス(例えば、水素ガス)の供給を受け、カソードに空気の供給を受けて発電する。尚、本実施の形態において、燃料ガスの供給／排気系の構成、および空気の供給／排気系の構成に限定はないので、それについての説明は省略する。
【００１９】
図１に示すとおり、燃料電池１０は検査孔１６を有している。検査孔１６は、エンドプレート１４ａ、および積層されている単位電池１２を積層方向に沿って一直線に貫通する孔である。尚、検査孔１６は、反応ガス漏れや短絡等を防止するために、周囲がシールされた構造を有している。また、燃料電池１０はケース１８に収納されている。ケース１８におけるエンドプレート１４ａの対向面には、検査孔１６と一直線となる位置に貫通孔を有している。
【００２０】
本実施の形態の検査装置は、検査棒２０を備えている。検査棒２０は、検査孔１６よりも径の小さい丸棒で構成されている。検査棒２０の長さ方向の側面には、単位電池１２の積層ピッチと相関を有する目盛りが設けられている。尚、検査棒２０は、絶縁性の材質であることが好ましい。
【００２１】
[燃料電池の積層ズレ検査方法]
次に、図２を参照して、燃料電池１０の積層ズレを検査するための方法について説明する。上述したとおり、燃料電池１０は、複数の単位電池１２が積層された構造を有している。このため、燃料電池１０を搭載した車両が衝突等を起こした場合、該燃料電池１０に慣性力が働き、積層された単位電池１２間で滑り（積層ズレ）が起こるおそれがある。積層ズレは反応ガス漏れや短絡等の性能不良の原因となる。このため、積層ズレによる異常は、逸早く発見することが好ましい。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、燃料電池１０の積層ズレにより異常が発生しているか否かを簡易な構成で検査する方法を提案する。図２は、本実施の形態の検査方法を説明するための図である。この図に示すとおり、燃料電池１０が積層ズレを起こしているかを判断するために、検査棒２０をケース１８に設けられた貫通孔から燃料電池１０における検査孔１６へ挿入することとする。
【００２３】
図２（Ａ）は、正常な燃料電池１０において、検査棒２０を検査孔１６へ挿入した場合の様子を示す図である。この図に示すとおり、積層ズレを起こしていない正常な燃料電池１０では、検査棒２０を検査孔１６の末端、すなわちエンドプレート１４ｂまで挿入することができる。一方、図２（Ｂ）は、積層ズレが発生している燃料電池１０において、検査棒２０を検査孔１６へ挿入した場合の様子を示す図である。この図に示すとおり、単位電池１２の一部に積層ズレが発生していると、当該積層ズレを起こしている単位セル１２において、検査孔１６の中心がずれてしまう。このため、検査棒２０は、積層ズレを起こした単位電池１２の手前までしか挿入することができないこととなる。
【００２４】
検査棒２０の長さ方向の側面には、当該検査棒２０の検査孔１６への挿入量を判断するための目盛りが設けられている。したがって、検査棒２０が検査孔１６の末端まで正常に挿入できたかを当該目盛りに基づいて判断することができるので、燃料電池１０に積層ズレが発生しているか否かを簡易に検査することができる。
【００２５】
尚、積層ズレを判定するためのズレ量は、検査棒２０の径と検査孔１６とのクリアランスを変更することにより調整することができる。つまり、検査棒２０の径を大きくすると、検査棒２０の径と検査孔１６とのクリアランスが小さくなる。したがって、異常判定の閾値となるズレ量をより小さな値にすることができる。また、反対に検査棒２０の径を小さくすると、検査棒２０の径と検査孔１６とのクリアランスが大きくなる。したがって、異常判定の閾値となるズレ量をより大きな値にすることができる。
【００２６】
また、検査棒２０に設けられた目盛りは、積層ズレの発生している単位電池１２を特定することもできる。すなわち、検査棒２０には、単位電池１２の積層ピッチと相関を有する目盛りが設けられているので、検査棒２０挿入量に基づいて、積層ズレの発生している単位電池を精度よく特定することができる。
【００２７】
ところで、上述した実施の形態においては、検査孔１６は、エンドプレート１４ａおよび単位電池１２を貫通するように設けられているが、検査孔１６の構成はこれに限られない。すなわち、エンドプレート１４ｂをも貫通することにより、燃料電池１０を貫通する孔としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施の形態の燃料電池の検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】本実施の形態の検査方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  燃料電池
１２  単位電池
１４  エンドプレート
１６  検査孔
１８  ケース
２０  検査棒
【図１】
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【図２】
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